無人機(jī)航空攝影測(cè)量在帶狀地形圖測(cè)量中的應(yīng)用

王堃昊

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽(yáng) 110032）

我國(guó)領(lǐng)土面積大，極為復(fù)雜的地形地貌在一定程度上加大我國(guó)測(cè)繪工作的難度。現(xiàn)利用無人機(jī)航空攝影測(cè)量開展相關(guān)工作能夠提升工作效率的同時(shí)保證其質(zhì)量，無人機(jī)的合理應(yīng)用在一定程度上提升了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此，將其應(yīng)用于帶狀地形圖測(cè)量下項(xiàng)目中能夠降低工作難度。

一、無人機(jī)航空攝影測(cè)量

1.無人機(jī)測(cè)繪的發(fā)展

在規(guī)定路線拍攝工作中利用微型高分辨率相機(jī)獲取所需信息的創(chuàng)新型技術(shù)系統(tǒng)是無人機(jī)航空攝影測(cè)量的實(shí)際含義，不僅有極高的工作效率，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用性成本也極為低廉。因此，在我國(guó)帶狀地形圖測(cè)圖項(xiàng)目中受到廣泛應(yīng)用。

無人機(jī)測(cè)繪能夠以保證其數(shù)據(jù)的精確性與實(shí)效性，以其自身的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于軍事航天等工作中，但隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，近年來也受到民事測(cè)量的重點(diǎn)關(guān)注，其在內(nèi)部有機(jī)融合無人機(jī)航拍與數(shù)碼成像技術(shù)，通過兩者的科學(xué)結(jié)合以發(fā)揮無人機(jī)的測(cè)繪功能。其不僅能夠節(jié)約時(shí)間，還能夠保證工作效率，近年來高效、便捷與經(jīng)濟(jì)便成為無人機(jī)的標(biāo)簽。

2.特點(diǎn)

獲取數(shù)據(jù)與快速成像是無人機(jī)航測(cè)攝影的具體作用，現(xiàn)階段我國(guó)結(jié)合無人機(jī)飛行平臺(tái)與成像裝置，通過對(duì)其飛行裝置的合理掌控傳輸拍攝信號(hào)，建立數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，對(duì)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)接收。

3.工作步驟

在帶狀地形圖測(cè)圖工作中通過對(duì)工作區(qū)間的選擇實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)勘查性操作，通過規(guī)劃飛行路線預(yù)估拍攝時(shí)間后開展相關(guān)操作，并與地面信息系統(tǒng)連接使其能夠第一時(shí)間獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

二、應(yīng)用方式

1.獲取無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)

在帶狀地形圖測(cè)圖工作中通常利用無線電遙控設(shè)備操縱內(nèi)部具有編程控制裝置進(jìn)行測(cè)繪，在無人機(jī)測(cè)量中可以選擇半自動(dòng)操控或完全自主操控的方式，其不僅打破傳統(tǒng)測(cè)繪方式的制約，還能夠充分發(fā)揮自身的靈活性開展相關(guān)工作[1]。

隨著時(shí)代的發(fā)展，無人機(jī)航空攝影測(cè)量應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作中，除自身具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)于處理復(fù)雜環(huán)境下的工作有著極大的優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)階段，除了在帶狀地形圖測(cè)繪中受到應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于快遞運(yùn)輸、物資救援、監(jiān)控病毒等各個(gè)層面。帶狀地形圖測(cè)圖項(xiàng)目與其他測(cè)圖項(xiàng)目相比而言有著極大的工作量。因此，工作人員在開展相關(guān)課題之前應(yīng)當(dāng)優(yōu)先處理無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)，通過無人機(jī)及提供的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行第一時(shí)間分析為后續(xù)工作做好準(zhǔn)備。

首先，收集行測(cè)區(qū)域信息通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)收集預(yù)測(cè)區(qū)地質(zhì)、地貌及氣候、濕度等外在原因。根據(jù)GPS控制點(diǎn)坐標(biāo)確定勘測(cè)地形圖，為后續(xù)航測(cè)工作制定合理的計(jì)劃。

其次，無人機(jī)的飛行設(shè)計(jì)中工作人員以航測(cè)區(qū)域資料為參考依據(jù)，通過整合與分析行帶寬及地面的分辨率數(shù)據(jù)，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，以保證無人機(jī)的飛行平衡，利用航測(cè)精度與尋求帶寬的不斷調(diào)整設(shè)置多條航線保證勘測(cè)速度，在增加帶寬時(shí)應(yīng)當(dāng)注意測(cè)量周期的預(yù)計(jì)，避免因意外延長(zhǎng)而無應(yīng)對(duì)措施。

最后，對(duì)無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。航線根據(jù)測(cè)繪項(xiàng)目的需求進(jìn)行合理規(guī)劃，通過飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地錄入，依據(jù)方案中的飛行要求與地面控制系統(tǒng)共同協(xié)助無人機(jī)飛行，控制設(shè)置相鄰相片參數(shù)。

2.無人機(jī)像控布設(shè)計(jì)施測(cè)

從系統(tǒng)框架而言，無人機(jī)航空攝影測(cè)量主要由無人機(jī)飛行平臺(tái)、飛行控制系統(tǒng)及攝影傳感器與地面控制系統(tǒng)四部分組成。

其中，固定翼飛行平臺(tái)因低廉的成本與自身所帶的穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于帶狀地圖測(cè)繪項(xiàng)目中，其與無人飛艇、旋翼輕型無人機(jī)不同具有較高的實(shí)用性價(jià)值。

而飛行控制系統(tǒng)對(duì)于無人機(jī)而言能夠及時(shí)將飛行參數(shù)向地面控制平臺(tái)進(jìn)行傳輸，使地面控制平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)掌握航高、航向與速度，通過有效控制以保證各項(xiàng)信息的時(shí)效性。

無人機(jī)航空攝影測(cè)量具有多種攝像傳感器，其在航拍過程中能夠控制定點(diǎn)曝光位置，通過對(duì)焦、固定等方式實(shí)現(xiàn)無窮遠(yuǎn)設(shè)置，并能夠快速鎖定相機(jī)內(nèi)的方位性因素，以穩(wěn)定云臺(tái)固定光圈。無人機(jī)航行參數(shù)設(shè)計(jì)，在航拍前期應(yīng)當(dāng)明確劃分測(cè)圖區(qū)域，通過地面控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)航線為后續(xù)監(jiān)測(cè)航班情況提供有利條件。

除此之外，整理輸出導(dǎo)航文件為后續(xù)評(píng)估影像質(zhì)量提供有效依據(jù)。

無人機(jī)航測(cè)在帶狀地圖測(cè)圖項(xiàng)目中對(duì)于無人機(jī)像控布設(shè)的方式通常會(huì)采用雙模行布點(diǎn)方案，其重點(diǎn)應(yīng)用于平高區(qū)域網(wǎng)單行帶中，在多個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行像控布設(shè)后以靜態(tài)作業(yè)方式開展相關(guān)工作。

測(cè)繪地點(diǎn)的制定在遠(yuǎn)程操控下能夠聯(lián)合測(cè)控顯著地標(biāo)，并結(jié)合各相片控制點(diǎn)的提前布控實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)繪像控布設(shè)，以實(shí)測(cè)方式利用系統(tǒng)導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)對(duì)帶狀地形圖測(cè)圖區(qū)域進(jìn)行多角度、全方位的測(cè)繪工作。

3.無人機(jī)測(cè)量影像處理

無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比而言有著極大的優(yōu)勢(shì)，以性價(jià)比為例，無人機(jī)成本造價(jià)低廉且無需配被巡航人員，能夠勝任各種極具危險(xiǎn)性的工作[2]。并且無人機(jī)對(duì)外在因素要求較低，過于險(xiǎn)峻或測(cè)繪死角等位置無法影響飛行效果，有著極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)適用性。

其次，無人機(jī)航拍時(shí)可以攜帶攝影機(jī)或數(shù)碼相機(jī)，通過對(duì)目標(biāo)區(qū)域地表形象的準(zhǔn)確性獲取結(jié)合現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理技術(shù)，有著極高的準(zhǔn)確度，且能夠提升測(cè)繪效率。無人機(jī)在低空飛行時(shí)有著極強(qiáng)的安全性與靈活性，其不受險(xiǎn)峻地貌影響能夠拍攝各種復(fù)雜地域或者死角，以強(qiáng)大的功能捕捉多角度影像，為數(shù)據(jù)后臺(tái)所提供的影像也能夠保證清晰度與精確性。

在影像處理工作中，無人機(jī)航空攝影測(cè)量以空中三角測(cè)量技術(shù)的實(shí)施為主，通過PixelGrid高分辨率遙感影像一體化測(cè)圖系統(tǒng)的應(yīng)用，使得空間三角測(cè)量技術(shù)的實(shí)施流程得以簡(jiǎn)化。

首先，工作人員準(zhǔn)備數(shù)據(jù)通過對(duì)各項(xiàng)航拍參數(shù)的明確設(shè)置保證復(fù)核后能夠保證控制點(diǎn)坐標(biāo)文件的準(zhǔn)確性。

其次，及時(shí)校正畸變差，采用校正影像校正非測(cè)量相機(jī)中的畸變差，以保證航拍測(cè)量影像的清晰度，避免發(fā)生主點(diǎn)偏移或畸變的現(xiàn)象。

再其次，利用空間三角測(cè)量技術(shù)構(gòu)建測(cè)距高程文件，定向作業(yè)在畸變差校正后得以自動(dòng)開展，通過對(duì)初始偏移量的處理調(diào)節(jié)誤差項(xiàng)點(diǎn)，以互交為主連接剩余點(diǎn)的編輯作業(yè)。

最后，獲取成果，影像中相對(duì)定點(diǎn)應(yīng)當(dāng)超過900個(gè)，自動(dòng)相對(duì)定向通過合理分布以保證光束法平差軟件的正確使用，通過結(jié)算區(qū)域網(wǎng)平差合并預(yù)測(cè)區(qū)域處理工程文件。

在帶狀地形圖測(cè)圖項(xiàng)目中應(yīng)用數(shù)字正射影像技術(shù)時(shí)，可通過調(diào)色、裁剪等手段對(duì)攝影影像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分幅糾正相片單位生成單片正射影像，利用后期裁剪拼接的方式生成帶狀地形圖測(cè)量項(xiàng)目工程中所需的文件[3]。

三、結(jié)語(yǔ)

無人機(jī)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展已經(jīng)對(duì)人們的生產(chǎn)、生活中有著不可或缺的重要作用。現(xiàn)階段，利用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)測(cè)量帶狀地形圖不僅能夠節(jié)約人力與物力，還能夠提升精確度與效率。不僅如此，與傳統(tǒng)測(cè)繪方式相比無人機(jī)的應(yīng)用打破外界因素局限，完全符合市場(chǎng)發(fā)展的實(shí)際需求，其以極為靈活的方式開展相關(guān)工作，使我國(guó)地質(zhì)測(cè)繪工作埋入嶄新的階段。